專利名稱：一種藍寶石晶體加工用樹脂磨具及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種樹脂磨具及其制備方法，尤其涉及一種藍寶石晶體加工用樹脂磨具及其制備方法。
背景技術(shù)：
藍寶石晶體作為一種集優(yōu)良光學(xué)性能、物理性能、機械性能和化學(xué)性能于一體的晶體材料，廣泛應(yīng)用于LED照明襯底、導(dǎo)彈導(dǎo)引頭球罩、高能探測和高功率強激光窗口。
藍寶石晶體為α - AL2O3晶體，莫氏硬度為9級，很難進行加工。如采用金屬結(jié)合劑金剛石磨具對藍寶石晶體進行加工時，因為結(jié)合劑自銳性差，加工時表面易被阻塞，從而拉傷藍寶石表面，甚至產(chǎn)生較深的劃痕和碎裂；采用樹脂結(jié)合劑金剛石磨具對藍寶石晶體進行加工時，雖自銳性好不存在阻塞問題，但樹脂結(jié)合劑對金剛石的把持力較差，金剛石沒有能夠充分利用就脫落，造成磨具使用壽命短、磨具面形穩(wěn)定性差，所加工晶體的面形不好。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種藍寶石晶體加工用樹脂磨具及其制備方法，解決樹脂磨具加工藍寶石晶體時，使用壽命短、磨具面形穩(wěn)定性差的問題。
碳化硅晶須是有一定長徑比的單晶纖維，具有高強度、高硬度、高耐腐蝕性，高導(dǎo)熱性和低膨脹系數(shù)等優(yōu)越性能，是一種優(yōu)良的強化增韌材料。同時碳化硅的莫氏硬度高達 9. 5級，是一種重要的磨料。本發(fā)明在樹脂磨具中引入碳化硅晶須，不但可能提高磨輪本體強度提高磨具面形穩(wěn)定性外，碳化硅晶須還能對硬度略小于其的藍寶石晶體進行研磨拋光，從而提高藍寶石晶體加工光潔度。碳化硅晶須品種規(guī)格較多，發(fā)明人在試驗過程中發(fā)現(xiàn)，如果碳化硅晶須選擇不當極易劃傷藍寶石晶體表面，發(fā)明人通過多次反復(fù)的實驗后，發(fā)現(xiàn)在樹脂磨具中加入長徑比為20-50、粒度為1 10 μ m的立方相β晶型的碳化硅晶須，不但提高磨具面形穩(wěn)定性、延長樹脂磨具使用壽命、研磨拋光藍寶石晶體，而且不會劃傷藍寶石晶體表面。
濕潤劑是樹脂磨具成型料中的臨時粘結(jié)劑，它將磨料表面潤濕后，使結(jié)合劑能夠均勻的粘在磨料的表面，從而防止組分分層的產(chǎn)生。發(fā)明人通過實驗發(fā)現(xiàn)，將液狀的硅烷偶聯(lián)劑作為濕潤劑使用，不但可以防止組分分層，而且可以提高樹脂磨具的面形穩(wěn)定性、增強填料和樹脂界面的粘結(jié)能力。本發(fā)明藍寶石晶體加工用樹脂磨具，其制備方法如下(1)將金剛石粉、熱固化樹脂粉、填充劑、碳化硅晶須及濕潤劑按例比進行混料，得到成型料；(2)將成型料同基體裝入模具內(nèi)，在溫度140°C 210°C、壓力2 IOMI3a下，將成型料壓制成型在基體上，保溫30 60分鐘預(yù)固化，脫模，得到預(yù)固化藍寶石晶體加工用樹脂磨且.Z、 9(3)將預(yù)固化藍寶石晶體加工用樹脂磨具在150°C 210°C下繼續(xù)后固化2 14小時，得到半成品藍寶石晶體加工用樹脂磨具；(4)將半成品藍寶石晶體加工用樹脂磨具進行后修整，得到完工的藍寶石晶體加工用樹脂磨具。
其中成型料重量配比如下金剛石粉10 15份熱固性樹脂粉15 乂 40份填充劑20 乂 50份碳化硅晶須0. 1 ‘ 3份濕潤劑0. 5 ‘ 2份。
熱固性樹脂粉為酚醛樹脂粉、聚酰亞胺樹脂粉、改性酚醛樹脂粉、改性聚酰亞胺樹脂粉中的一種或幾種的組合物；填充劑為金屬粉、金屬氧化物粉中的一種或幾種的組合物； 碳化硅晶須為粒度為1 10 μ m、長徑比為20-50的立方相β晶型碳化硅晶須；濕潤劑為液狀硅烷偶聯(lián)劑。
具體實施方式
下面結(jié)合具體的實施例進一步說明本發(fā)明是如何實現(xiàn)的。
實施例1將40/45金剛石粉20克、PF2802A酚醛樹脂粉30克、粒度3 μ m長徑比30的立方相 β晶型碳化硅晶須0. 5克、300目銅粉40克、ΚΗ550硅偶聯(lián)劑1克，混料1小時，得到成型料；將成型料同。200乂2(^^5基體裝入模具內(nèi)，在2001、31^￡1下，將成型料壓制成型在基體上，保溫40分鐘預(yù)固化，脫模，得到預(yù)固化樹脂磨具；將預(yù)固化樹脂磨具在200°C下繼續(xù)后固化10小時，得到半成品樹脂磨具；將半成品樹脂磨具用碳化硅砂輪除去毛剌及飛邊得到Φ200Χ20ΤΧ5藍寶石晶體加工用樹脂磨具。
實施例2將50/60金剛石粉25克、EXPOO19酚醛樹脂粉30克、粒度5 μ m長徑比30的立方相 β晶型碳化硅晶須1克、300目銅粉40克、ΚΗ550硅偶聯(lián)劑1克，混料1小時，得到成型料； 將成型料同Φ200Χ20ΤΧ5基體裝入模具內(nèi)，在200°C、3MPa下，將成型料壓制成型在基體上，保溫40分鐘預(yù)固化，脫模，得到預(yù)固化樹脂磨具；脫模，得到預(yù)固化樹脂磨具；將預(yù)固化樹脂磨具在200°C下繼續(xù)后固化12小時，得到半成品樹脂磨具；將半成品樹脂磨具用碳化硅砂輪除去毛剌及飛邊得到Φ200Χ20ΤΧ5藍寶石晶體加工用樹脂磨具。
實施例3將40/45金剛石粉15克、PF2802A酚醛樹脂粉30克、粒度3 μ m長徑比30的立方相 β晶型碳化硅晶須0. 3克、300目銅粉25克、300目氧化鋅20克、ΚΗ550硅偶聯(lián)劑1克，混料1小時，得到成型料；將成型料同0 200\2(^\5基體裝入模具內(nèi)，在2001、31^￡1下，將成型料壓制成型在基體上，保溫40分鐘預(yù)固化，脫模，得到預(yù)固化樹脂磨具；將預(yù)固化樹脂磨具在200°C下繼續(xù)后固化10小時，得到半成品樹脂磨具；將半成品樹脂磨具用碳化硅砂輪除去毛剌及飛邊得到Φ200Χ20ΤΧ5藍寶石晶體加工用樹脂磨具。
權(quán)利要求
1.一種藍寶石晶體加工用樹脂磨具，其制備方法如下(1)將金剛石粉、熱固化樹脂粉、填充劑、碳化硅晶須及濕潤劑按例比進行混料，得到成型料；(2)將成型料同基體裝入模具內(nèi)，在溫度140°C 210°C、壓力2 IOMI3a下，將成型料壓制成型在基體上，保溫30 60分鐘預(yù)固化，脫模，得到預(yù)固化藍寶石晶體加工用樹脂磨且.Z、 9(3)將預(yù)固化藍寶石晶體加工用樹脂磨具在150°C 200°C下繼續(xù)后固化2 14小時， 得到半成品藍寶石晶體加工用樹脂磨具；(4)將半成品藍寶石晶體加工用樹脂磨具進行后修整，得到完工的藍寶石晶體加工用樹脂磨具。
2.如權(quán)利要求1所述的一種藍寶石晶體加工用樹脂磨具，其特征在于成型料重量配比如下金剛石粉10 ；35份熱固性樹脂粉15 40份填充劑20 50份碳化硅晶須0.1 3份濕潤劑0. 5 2份。
3.如權(quán)利要求1所述的一種藍寶石晶體加工用樹脂磨具，其特征在于所述熱固性樹脂粉為酚醛樹脂粉、聚酰亞胺樹脂粉、改性酚醛樹脂粉、改性聚酰亞胺樹脂粉中的一種或幾種的組合物。
4.如權(quán)利要求1所述的一種藍寶石晶體加工用樹脂磨具，其特征在于所述填充劑為金屬粉、金屬氧化物粉中的一種或幾種的組合物。
5.如權(quán)利要求1所述的一種藍寶石晶體加工用樹脂磨具，其特征在于所述碳化硅晶須為立方相β晶型碳化硅晶須。
6.如權(quán)利要求1所述的一種藍寶石晶體加工用樹脂磨具，其特征在于所述碳化硅晶須粒度為1 10 μ m。
7.如權(quán)利要求1所述的一種藍寶石晶體加工用樹脂磨具，其特征在于所述碳化硅晶須長徑比為20-50。
8.如權(quán)利要求1所述的一種藍寶石晶體加工用樹脂磨具，其特征在于所述濕潤劑為液狀硅烷偶聯(lián)劑。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種藍寶石晶體加工用樹脂磨具及其制備方法，由金剛石磨料、熱固性樹脂粉、填充劑、碳化硅晶須及濕潤劑組成的成型料與基體,經(jīng)過混料、熱壓、后固化及后修整的工藝過程得到藍寶石晶體加工用樹脂磨具。本發(fā)明在樹脂磨具中加入了莫氏硬度為9.5級的碳化硅晶須，從而使磨具磨削加工藍寶石晶體不但效率高、壽命長，而且由碳化硅晶須的拋光作用，可提高藍寶石晶體表面光潔度高。
文檔編號B24D18/00GK102513944SQ201110448940
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月29日
發(fā)明者和光, 楊俊宏 申請人:云南光電輔料有限公司